自動埋弧焊机工作原理.docVIP

埋弧焊 1 埋弧焊原理及应用 1.1 埋弧焊工作原理 埋弧焊是以连续送进的焊丝作为电极和填充金属。焊接时，在焊接区域的上面覆盖一层颗粒状焊剂，电弧在焊剂层下面燃烧，将焊丝端部和局部母材熔化形成焊缝。埋弧焊机结构如图4-1所示。 焊剂的作用：埋弧焊焊剂的作用与焊条药皮相似，埋弧焊过程中，熔化焊剂产生的渣和气，一方面可以保护焊缝金属，防止空气污染；另一方面还可以起到脱氧和掺合金的作用，与焊丝配合改善焊缝金属的化学成分和力学性能；再则还可以使焊缝金属缓慢冷却。 1.2 埋弧焊的特点 （1）埋弧焊的主要优点 1）所用的焊接电流大，比手工电弧焊要大4～6倍，具体比较如表4-1所示。加上焊剂和熔渣的隔热作用，热效率较高，熔深大，工件的坡口可小一点，减少了填充金属量。单丝埋弧焊在工件不开坡口的情况下，一次可熔透20㎜； 表4-1 焊条电弧焊与埋弧焊的焊接电流、电流密度比较 焊条 （焊丝） 直径（mm） 焊条电弧 埋弧焊 焊接电流（A） 电流密度（A/mm2） 焊接电流（A） 电流密度（A/mm2） 2 50～65 16～25 200～400 63～125 3 80～130 11～18 350～600 50～85 4 125～200 10～16 500～800 40～63 5 190～250 10～18 700～1000 30～50 2）由于焊接电流大，所以焊接速度就可以快，以厚度8～10㎜的钢板对接焊为例，单丝埋弧焊速度可达50～80㎝/min，而手工电弧焊则不超过10～13㎝/min； 3）焊剂的存在不仅能隔开熔化金属与空气的接触，而且使熔池的金属凝固变慢，液体金属与熔化的焊剂间有较多时间进行冶金反应，使焊缝中气孔与裂纹等可能的缺陷减少，焊剂还可以向焊缝金属补充一些合金元素，提高焊缝金属的力学性能； 4）在有风的环境中焊接时，埋弧焊的保护效果比其它电弧焊方法好； 5）在自动焊时，焊接行走速度、焊丝的送进速度及电流大小等焊接参数可通过自动调节保持稳定，减少了焊接质量对焊工技术水平的依赖程度； 6）劳动条件较好，没有电弧光辐射。 （2）埋弧焊的主要缺点 由于采用颗粒状焊剂进行保护，故一般只适用于平焊和角焊位置； 不能直接观察电弧与坡口的相对位置，需要采用焊缝自动跟踪装置，否则容易焊偏； 埋弧焊使用电流较大，电弧的电场强度较高，电流小于100A时电弧稳定性较差，因此不适于焊厚度小于1㎜的薄板。 1.3 埋弧焊的应用 由于埋弧焊熔深大、生产率高、机械化操作的程度高，因而适于焊接中厚板结构的长焊缝。在造船、锅炉与压力容器、桥梁、起重机械、铁路车辆、工程机械、重型机械、冶金机械、核电站结构、海洋钻探、重武器制造等各种部门有着广泛的应用，也是当今焊接生产中最普遍使用的焊接方法之一。 随着焊接冶金技术和焊接材料生产的发展，埋弧焊已广泛应用于碳钢、低合金结构钢和不锈钢的焊接。由于熔渣可以降低接头的冷却速度，故某些高强度结构钢、高碳钢等也可采用埋弧焊。 2 埋弧焊材料——焊丝、焊剂及选配 2.1 焊丝 埋弧焊使用的焊丝有实心焊丝和药芯焊丝两类，生产中普遍使用的是实心焊丝，药芯焊丝只在某些特殊场合应用。目前主要有碳刚、低合金钢、高碳刚、特殊合金钢、不锈钢、镍基合金钢以及堆焊用特殊合金焊丝。 焊丝牌号说明如图4-2所示。字母H表示焊接用实心焊丝；w（C）表示C（碳）的质量分数，其他依次类推；当元素的含量小于1％时，元素符号后面的1省略；有些结构钢焊丝牌号尾部标有A或E字母，A表示优质品，E表示为高级优质品，其硫、磷含量更低。 2.2 焊剂 焊剂主要分为两大类，熔炼焊剂和非熔炼焊剂，非熔炼焊剂又以烧结焊剂使用最广，下面分别介绍熔炼焊剂和烧结焊剂，其牌号说明如图4-3～图4-4所示。 熔炼焊剂与烧结焊剂的比较，如表4-2所示。 表4-2 熔炼焊剂与烧结焊剂比较 比较项目 熔炼焊剂 烧结焊剂 焊接工艺性能 高速焊接性能 焊道均匀，不易产生气孔和夹渣 焊道无光泽，易产生气孔，夹渣 大电流焊接性能 焊道凹凸显著，易粘渣 焊道均匀，易脱渣 吸潮性能 比较小，可不必再烘干 比较大，必须再烘干 抗锈性能 比较敏感 不敏感 焊缝性能 韧性 受焊丝成分和焊剂碱度影响大 比较容易得到较好的韧性 成分波动 焊丝参数变化时，成分波动小，均匀 成分波动大，不容易均匀 多层焊性能 焊缝金属的成分变动小 焊缝金属成分波动比较大 合金剂的添加 几乎不可能 容易 3 埋弧焊工艺参数及焊接技术 3.1 影响焊缝成形的因素 影响埋弧焊焊缝形状和尺寸的焊接工艺参数有焊接电流、电弧电压、焊接速度以及焊丝直径等。 1）焊接电流 焊接电流过大，熔深大，余高过大，易产生高温裂纹；焊接电流小，熔深浅，余高和宽度不足。 2）电弧电压 电弧电压和电弧长度成